Ku波段高功率GaN线性功放的研制

卫星通信系统的发展对Ku波段功放提出了更为严苛的要求,除了输出功率指标外,尤其是线性化指标。对此,国内外大多采用行波管预失真技术的方式获得高功率线性功放。本文利用GaN HEMT器件的高功率、高效率特性,结合新型波导魔T的低损耗、高合成效率和高功率承受能力特点,在14.0~14.5 GHz范围内实现了连续波饱和输出功率大于200 W的功放,合成效率大于90%。在此基础上,应用自适应预失真技术提升功放的线性化指标。在输出总功率为100 W时,其输出IMD3优于30 dB,改善功放的线性度11 dB;同时,功放整体效率大于20%,优于国外同类功放,具有输出功率大,线性度好,效率高等优点。     

Ka频段400 W氮化镓高线性固态功放研制

介绍了一种Ka频段400 W氮化镓高线性度固态功放的工程实现.使用64片GaN功率芯片,采用微带电桥与波导功分/合成网络相结合的方式进行功率合成,功放在2 GHz的工作频带内连续波饱和输出功率大于400 W.采用射频预失真线性化技术优化氮化镓功放线性度,功放三阶互调指标改善幅度大于9 dB,优于-33 dBc.功放选择...     

基于GaN HEMT的Doherty功率放大器设计

设计一款基于GaN HEMT的S波段Doherty功率放大器(DPA)。主放大器是采用GaN HEMT设计的AB类功放,辅助放大器是GaN HEMT的C类功放。利用ADS对电路进行仿真,单音测试结果表明,DPA工作频率在2.3~2.4 GHz,输入功率为29 dBm时,工作增益不小于14 dB,输出功率大于43 dBm,功率附加效率超过65%。分析了辅助放大器偏置电压对DPA性能的影响,偏置电压变小,DPA的效率和线性度较好。     

基于LDMOS 器件的幅度可调功放设计

LDMOS 具有高增益、高线性度、高可靠性、低成本等特点。本文利用LDMOS 功率管设计出一款S 波段工作在饱 和状态的新型幅度可调功放。通过改变LDMOS 功率管的漏压与栅源电压使输出功率有15dB 动态范围,可调精度±0.2dB。 较之线性功放,该功放有较高效率,它可以应用在多波束功率发射机或其他需要幅度加权的雷达发射机中,具有较高的 研究价值和应用前景。     

一种新型Ku频段硅基氮化镓多通道功率MMIC

基于降低成本和提高集成度的目的,研制了一款采用0.1μm硅基氮化镓(GaN)工艺的Ku频段多通道功率放大芯片。芯片集成了两路相同设计的功率放大通道和两路无源射频直通通道。功率放大通道采用三级放大的拓扑结构。增加了奇偶模振荡消除电路以提高功放稳定性;针对Si基GaN工艺的特点,在功放通道末级输出匹配网络提出了一种新型设计方案以提高网络的耐压能力。各射频通道之间采用接地线隔离技术以提高通道间的隔离度。芯片的功放单通道在14～17 GHz范围内,在漏压为14 V、脉冲占空比10%的工作条件下,饱和输出功率大于40 dBm,功率附加效率大于35%。双功放通道幅度一致性小于±0.15 dB,相位一致性小于3°。芯片尺寸为3.5 mm×2.85 mm。     

VHF跳频通信系统功率放大器的研制

设计了一种用于跳频通信系统的射频功率放大器.该放大器具有较高的线性度,同时又能实现高功率的稳定输出,低功率输出大于0.25 W,中功率输出大于4.5 W,滤波器衰减损耗小于2 dB,谐波抑制大于48 dB.介绍了VHF跳频发射机系统,包括逻辑电平转换单元、调制环单元、射频环单元、频率合成器单元和功放单元;着重对射频功率放大器的性能进行了分析,指出了提高功放线性度的特殊方法;给出了射频功率放大器的硬件电路设计过程.最后,对射频功率放大器进行测试,结果表明,其性能指标完全达到系统设计要求,并有所提高,而且具有较强的实用性.     

VHF跳频通信系统功率放大器的研制

设计了一种用于跳频通信系统的射频功率放大器。该放大器具有较高的线性度,同时又能实现高功率的稳定输出,低功率输出大于0．25W,中功率输出大于4．5W,滤波器衰减损耗小于2dB,谐波抑制大于48dB。介绍了VHF跳频发射机系统。包括逻辑电平转换单元、调制环单元、射频环单元、频率合成器单元和功放单元;着重对射频功率放大器的性能进行了分析,指出了提高功放线性度的特殊方法;给出了射频功率放大器的硬件电路设计过程。最后,对射频功率放大器进行测试,结果表明,其性能指标完全达到系统设计要求,并有所提高,而且具有较强的实用性。     

GaN固态功放功率均衡技术研究北大核心CSCD

氮化镓(GaN)固态功放已在现代雷达中广泛应用。为了保证某S波段GaN固态功放的全频带、全温度范围技术指标,文中采用频带功率均衡、端口功率均衡、温度功率均衡等功率均衡技术,优化了频带、端口、工作温度范围内的功率起伏特性,使功放组件的可靠性得以提升,指标达到一流水平,对提高固态雷达发射机的技术水平具有重要意义。     

Ka 频段200W 线性固态功放设计

介绍了一种Ka频段200W高线性度固态功放的工程实现。采用混合式功率合成与波导功率合成相结合的技术路线,在Ka频段实现了近百路的高效功率合成。功放共合成了96个功放芯片,连续波输出功率可达250W;针对功率器件线性度不足的现状,采用射频预失真技术优化其线性度,三阶互调指标优于-33dBc,改善幅度最高达15dB;固态功放设计中充分考虑了工程化与产品化性能,结构外形标准、散热性能良好,并配置了完善的控保功能,在可靠性及实用性方面均初步达到工程使用的要求。     

基于GaN HEMT的1.5～3.5GHz宽带平衡功率放大器设计

阐述了基于GaN HEMT的宽带平衡功率放大器的设计与实现方法:采用Lange耦合器构建平衡功率放大器结构,采用多节阻抗匹配技术设计输入/输出匹配网络,实现功放宽带特性(1.5～3.5GHz);采用与Si热膨胀系数接近的AlSiC散热载片,克服管芯与载片热稳定系数不同引起的热稳定问题,并采用脉冲工作模式进一步减小功放发热量.制作实际功放模块用于测试,在1.5～3.5GHz频带内,功放线性增益大于12dB,增益平坦度为±0.4dB,饱和输出功率大于8W,漏极效率为56%～65%.实验测试结果与设计仿真结果有较好一致性,验证了设计方法的正确性.     

基于GaN芯片的宽带固态功率放大器设计

介绍了一种基于GaN功率放大芯片的Ku波段宽带固态功率放大器的设计与实现。通过采用目前已经成熟的合成技术,进行了128路的功率合成,获得了大于1 000W的宽带输出功率和20%的功率附加效率,并分析了基于GaN芯片的固态功放的优势。     

高效率E 类功放在遥测发射机中的应用

对提升PCM发射机工作效率的关键技术进行阐述。采用GaN器件设计了S频段具有谐波控制电路的逆E类功率放大器,输出功率10W,工作效率高达78%。将此高效功率放大技术用于PCM遥测发射机设计。实测结果表明,该发射机可适应码速率2Mbps的PCM信号,发射功率9.8W,整机效率可达57.6%。     

毫米波固态功率放大器的高效合成器

介绍了毫米波固态功率放大器的应用与发展现状,提出了一种新颖高效的2×2鳍线叠层式毫米波宽带功率合成结构,利用三维电磁场软件HFSS建模仿真,在32～36 GHz带内回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.1 dB,与实测结果符合较好,据此研制出10 W功率模块。并设计了低损耗八合一空间波导合成器,实测带内回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.25 dB,最终研制出在32～36 GHz内输出功率大于70 W的饱和脉冲固态功率放大器,合成效率为87%以上,合成效率较高。     

一种小型化高线性 GaN 功放器设计

采用ADS软件对一种高线性GaN功率放大器进行匹配电路设计,并制作了一款超小尺寸的高线性放大电路。该电路采用0.254 mm厚的Al2 O3陶瓷作为基板,放大晶体管选用无封装芯片,在5 mm ×6 mm的小尺寸范围内完成电路制作。制作的小尺寸高线性放大电路实现了在输入双音信号频率为4 G Hz和4.002 G Hz、输出总功率为2 W时,三阶互调抑制35 dBc ,功率附加效率35％。     

C波段高效率高线性GaN MMIC功率放大器

基于SiC衬底0.25μm GaN HEMT工艺,设计实现了一款C波段、高效率和高线性的单片微波集成电路(MMIC)功率放大器。通过优化电路匹配结构,选择合适的有源器件和恰当的直流偏置条件,实现低视频漏极阻抗;利用后级增益压缩和前级增益扩张对消等手段,实现高功率附加效率和好的线性指标。功率放大器芯片尺寸为2.35 mm×1.40 mm。芯片测试结果表明,在3.7~4.2 GHz频率范围内,漏极电压28 V、末级栅极电压-2.2 V、前级栅极电压-1.8 V和连续波条件下,该功率放大器的小信号增益大于25 dB,大信号增益大于20 dB,饱和输出功率大于39 dBm,在输出功率回退至32 dBm时,功率附加效率大于30%,三阶交调失真小于-37 dBc。     

基于GaN HEMT的13～17 GHz收发多功能芯片

基于GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺设计制作了一款收发(T/R)多功能芯片(MFC),主要用于射频前端收发系统.该芯片集成了单刀双掷(SPDT)开关用于选择接收通道或发射通道工作,芯片具有低噪声性能、高饱和输出功率和高功率附加效率等特点.芯片接收通道的LNA采用四级放大、单电源供电、电流复用结构,发射通道的功率放大器采用三级放大、末级四胞功率合成结构,选通SPDT开关采用两个并联器件完成.采用微波在片测试系统完成该芯片测试,测试结果表明,在13～ 17 GHz频段内,发射通道功率增益大于17.5 dB,输出功率大于12W,功率附加效率大于27％.接收通道小信号增益大于24 dB,噪声系数小于2.7 dB,1 dB压缩点输出功率大于9 dBm,输入/输出电压驻波比小于1.8∶1,芯片尺寸为3.70 mm×3.55 mm.     

基于GaN二极管耦合检波的大功率高线性限幅器研究北大核心CSCD

现阶段接收链路的动态功率范围越来越大,对接收机限幅器的线性度带来挑战。要求限幅器在满足高功率的前提下,开启电平尽量高。GaN肖特基二极管具有较低的开启电压和较高的击穿电压,特别适用于高频大功率整流电路。为了满足限幅器高线性和高功率的需求,文章介绍了一种基于横向结构GaN肖特基二极管耦合整流的高线性限幅器。测试结果表明,在0.03~1 GHz频带内,小信号插入损耗小于1 dB,输入输出驻波比小于1.6;开启电平大于17 dBm,可承受连续波100 W的功率,泄露功率小于23 dBm。该限幅器体积小、耐功率高,可广泛应用于大动态接收机中,保证高线性的前提下提升其可靠性。     

A novel high-efficiency linear transmitter using injection-locked pulsed oscillator

This letter presents a novel high-efficiency linear transmitter using pulse-width modulation (PWM). An envelope of radio frequency (RF) input signal is modulated by the PWM. The modulated signal is applied to the gate bias of a class F injection-locked power oscillator and switches it on and off. By filtering the pulsed oscillating output signal of the injection-locked oscillator using high-Q bandpass filter, the input signal is restored. This technique enables the transmitter to have high efficiency with good linearity. Also, there is little distortion near saturation point of an active device. The measured results show efficiency of 54.6% and very good linearity in PCS band at 26.4-dBm output power.